Балансирующий скутер типа Segway

[VVK]

Всем здравствуйте!

В продолжение темы https://electrotransport.ru/index.php/topic,15677.0.html решил создать отдельную ветку.

Сделал макет скутера и провел первые испытания. Фото:



Видео:

DIY SEGWAY

Конечной целью этого проекта хотел бы видеть создание универсального блока управления самобалансирующимся транспортным средством, чтобы любой желающий мог самостоятельно добавить к нему мотор-колеса и создать свой Segway.


Коротко про макет:
В макете применены велосипедные 16-ти дюймовые безредукторные бесколлекторные мотор-колеса MW16B 48V, 1000W компании Golden Motor. Структура блока управления выглядит так:



Структура эта не окончательная, она обязательно будет меняться. Для повышения безопасности скутера окончательный вариант планирую сделать с двумя независимыми каналами управления на каждое колесо. При этом оба канала будут либо контролировать друг друга, либо (или дополнительно) контролироваться еще одним диагностическим процессором.

Также квалифицированным пользователям можно предоставить доступ к настройкам ПИД-регулятора, которые нужно будет менять для разных мотор-колес. Доступ к ним сейчас осуществляется c PC через WiFi. В дальнейшем добавлю программу под Android.

[алабам]

Всем здравствуйте!

ю ветку.

Сделал макет скутера и провел первые испытания. Фото:

Конечной целью этого проекта хотел бы видеть создание универсального блока управления самобалансирующимся транспортным средством, чтобы любой желающий мог самостоятельно добавить к нему мотор-колеса и создать свой Segway.

Также квалифицированным пользователям можно предоставить доступ к настройкам ПИД-регулятора, которые нужно будет менять для разных мотор-колес. Доступ к ним сейчас осуществляется c PC через WiFi. В дальнейшем добавлю программу под Android.

Проделана большая работа, и еще больше предстоит.
Но вот целесообразносчть сигвейскута для перемещения себя по городу вызывает сомнения. По дороге нельзя, по тротуару из за частых бордюр - то же.
Так, развлекуха для парка , да и только.
У себя в районе прошлой весной видел одного сигвейщика почти каждый день, по тротуару ездил, перетаскивая через бордюры.Летом он ездил гораздо реже, в этом году его вообще не видел, ни разу.Надоело наверное.

[Ракитин Алексей]

Круто!!!!! Я тож такой хочу!!!!!!
Можно с Вами скннектится по этому поводу поплотнее???
Очень хочется сделать одноколёсник, а в схемотехнике контроллеров я не силён.

[VVK]

Проделана большая работа, и еще больше предстоит.
Но вот целесообразносчть сигвейскута для перемещения себя по городу вызывает сомнения. По дороге нельзя, по тротуару из за частых бордюр - то же.
Так, развлекуха для парка , да и только.
У себя в районе прошлой весной видел одного сигвейщика почти каждый день, по тротуару ездил, перетаскивая через бордюры.Летом он ездил гораздо реже, в этом году его вообще не видел, ни разу.Надоело наверное.

Конечно, во многих случаях велосипед (или электровелосипед) значительно удобней. Но на сигвее кататься интересней. Я, думаю, у него своя небольшая ниша на рынке должна быть. Хотя, конечно, на работу на нем не поездишь. Еще очень сильно от цены зависит. Я сегодня небольшую статью написал, там есть ориентировочный расчет цены готового скутера. Всю статью сюда копировать смысла нет, вот ссылка на нее: http://robowell.ru/roboty/balansiruyushchiy-skuter/
Еще одно направление - это реклама. Например, видел у нас на вокзале напольное рекламное табло (вроде как большой телевизор). Если его, к примеру, поставить на роботизированную двухколесную тележку, оно бы внимания привлекало больше, следовательно реклама на нем стоила бы дороже. Хотя конечно, я не маркетолог, могу и ошибаться. Для меня в первую очередь важно, чтобы технически все работало, иначе никакой маркетинг не поможет.

[VVK]

Круто!!!!! Я тож такой хочу!!!!!!
Можно с Вами скннектится по этому поводу поплотнее???
Очень хочется сделать одноколёсник, а в схемотехнике контроллеров я не силён.

А как одноколесник поворачивает?

Я вот еще думал, что можно мото-скейт сделать, ему и рулевая стойка не нужна, конструкция проще получается: обычный скейт прикрепить к двухколесной балансирующей тележке, а к нему датчик наклона. Наклоняя скейт вправо/влево можно поворачивать.

[Ракитин Алексей]

Хотелось-бы сделать Вам заказ по электронике.
Номер своей аски бросил в личку. Или можно голосом.

[VVK]

Добавил управление и провел первые ходовые испытания:

DIY_SEGWAY_1.MOV

И еще:

DIY_SEGWAY_2.MOV

Жаль, погода пока не позволяет по нормальной дороге проехать - нужно максимально нагрузить его.
Пока буду разводить плату модуля управления.

А еще нужно раму для скутера изобрести. Пока даже не знаю с какой стороны к ней подходить, может у кого-нибудь будут какие-нибудь идеи?

[av-master]

я немного болден и смотрю на мир сквозь мамотаные пол головы, но уже вижу принципиальные ошибки...
ок курс у Вас не будет держать. (гужен еще гироскоп на удержание курса. иначе мелкий камушшек под одно колесо и Вас выкинет с аппарата. из за разворота на месте )) ( стабилизация по скорости нихрена не дает.
для 48 вольтовых колес - питание делайте вольт 70. нужен колосальный запас по мощности, onj, очень очень быстро создать рывок и попытаться уйти от падения.

простого пид тут вообще недостаточно. нужен пид в котором П И Д - каждый рулится своим отдельным пидом. так называемый адаптивный пид. который сможет учитывать и применять скорость изменения угла + сам угол. + требуемый угол для данной скорости.

кроме того очень странный выбор контроллера для управления мотором. когда есть dsPIC30 и 33 с интегрированым моторным шимом. кроме того это GB медленный для требуемой математики.
у мну друзья делали делали на 18-м пике. в итоге закочилось все мотороловским (фрискейловским) контроллером с 300-мег на ядре . www.youtube.com/watch?v=A2ioQ8l4Zbs

[VVK]

я немного болден и смотрю на мир сквозь мамотаные пол головы

Спасибо, что несмотря на болезнь, Вы оживили мою тему, а как-то малолюдно здесь

но уже вижу принципиальные ошибки...
ок курс у Вас не будет держать. (гужен еще гироскоп на удержание курса.

На маленькой скорости, (на которой я катался на видео) этих проблем не чувствуется, а пока дальнейшие испытания невозможны т.к. нас полностью засыпало снегом, и температура на улице -15. Пока испытывать изделие приходится в комнатных условиях. Будет плюс на улице - продолжу гонять его по полной.

Насчет гироскопа - мысль интересная. В принципе можно поворот осуществлять, не давая разную мощность непосредственно на колеса (как я это делаю сейчас), а задавая для регулятора курса скорость поворота. Надо над этим подумать...

иначе мелкий камушшек под одно колесо и Вас выкинет с аппарата. из за разворота на месте )) ( стабилизация по скорости нихрена не дает.

На втором видео я ведь по кочкам специально катаюсь. Но опять же, пока медленно.
У рулевой стойки чувствительность в районе нулевого положения низкая, это позволяет без проблем проезжать через резкие неровности. В дальнейшем добавлю цифровой ФНЧ, сейчас пока его нет.

для 48 вольтовых колес - питание делайте вольт 70. нужен колосальный запас по мощности

Какой-то это крайний вариант, из колес дым не пойдет?

У оригинального сигвея двигатели на колеса - 1.5 кВт, у Robin-M1 0.8 кВт. Я применил колеса по 1 кВт, могу и больше - контроллер позволяет. Напряжение 70В было бы неплохо, чтобы ток снизить, только все распространенные МК - до 48В. Не хотелось бы использовать какое-нибудь экзотическое МК.

, onj, очень очень быстро создать рывок и попытаться уйти от падения.

До рывка доводить нельзя, это уже аварийная ситуация. Тут еще неизвесто, что лучше - выравнивать скутер, или выключать двигатели. Сигвей работает на небольших углах наклона, ему рывки не нужны. А вообще, и с оригинальных сигвеев люди падают, в интернете есть много видео падений (например, с него падал Джордж Буш )

простого пид тут вообще недостаточно. нужен пид в котором П И Д - каждый рулится своим отдельным пидом. так называемый адаптивный пид. который сможет учитывать и применять скорость изменения угла + сам угол. + требуемый угол для данной скорости.

Все правильно, там алгоритм сложнее, чем просто ПИД. Я его делаю на нечеткой логике. В простейшем случае она сводится к ПИД. Только я хочу предоставить сторонним пользователям возможность подключать свои МК, а для этого надо открыть некоторые  настройки регулятора. Но уверенности в том, стоит ли это делать у меня пока нет, при неправильных настройках скутер может стать опасным. Как дело до этого дойдет, буду решать.

кроме того очень странный выбор контроллера для управления мотором. когда есть dsPIC30 и 33 с интегрированым моторным шимом. кроме того это GB медленный для требуемой математики.
у мну друзья делали делали на 18-м пике. в итоге закочилось все мотороловским (фрискейловским) контроллером с 300-мег на ядре . www.youtube.com/watch?v=A2ioQ8l4Zbs

Этот контроллер только для экспериментов, у меня есть готовый процессорный модуль, я его и применил. Сейчас я делаю плату на dsPIC33EP512MU814

И еще, если можно, у меня несколько вопросов по электромобилю:

1. Какой там аккумулятор применен? Мощность большая, интересно чем питают.
2. У него есть свой сайт? Интересны характеристики.
3. Он уже в серию запущен? Он продается? Какая у него цена? (если не секретная информация).

[VVK]

Вот еще небольшое видео, о том где я проехать не смог. Застрял в грязи:

IMG 0636

[MadMNN]

как они тормозят? ни на одном видео не вижу экстренного торможения

[VVK]

как они тормозят? ни на одном видео не вижу экстренного торможения

Торможение выполняется изменением угла наклона в сторону, обратную движению.
Экстренное торможение очень хорошо видно на видео маленького балансирующего робота, которого я сделал раньше. Во время съемки видео я по ошибке направил его в стену, и пришлось включить режим экстренного торможения (00:50):

WiFi Balancing robot

[Vetal]

Торможение выполняется изменением угла наклона в сторону, обратную движению.

В процессе торможения(если оно еще и экстренное) наездник по инерции наклоняется вперед, упираясь в ручку(рычаг) управления, тем самым давая команду газовать. Как с этим обстоят дела? И такая же ситуация во время резкого старта, только здесь получается команда торможения.

[VVK]

В процессе торможения(если оно еще и экстренное) наездник по инерции наклоняется вперед, упираясь в ручку(рычаг) управления, тем самым давая команду газовать. Как с этим обстоят дела? И такая же ситуация во время резкого старта, только здесь получается команда торможения.

Нет, во время торможения человек упирается ногами в тележку, а руль тянет на себя. При разгоне наоборот, наклоняет руль вперед, а тележка его толкает в ноги. Все это выполняется крайне мягко, на уровне интуиции, и никакого особого обучения этому не требуется.
В оригинальном сигвее для тех, кто первый раз на нем едет, предусмотрен режим новичка - ограничение скорости 7 км/ч. Прокатчики обычно его включают всем.
В принципе, как я уже выше писал, при резких торможениях бывают падения. А где их не бывает? С велосипеда тоже иногда падают...

[Pavel__]

... В принципе, как я уже выше писал, при резких торможениях бывают падения. А где их не бывает? С велосипеда тоже иногда падают...

Большинство падений при катании на велосипеде - набок - они менее травматичные, чем падения вперед (через руль).
При этом велосипедист, как правило, может заранее предпринять определенные действия, чтобы этого гарантированно не случилось.

А на "сигвееподобных" аппаратах все падения вперед, к тому же, тот кто на нём едет, никогда не может быть на 100% уверен, что этого с ним не случится во время любого торможения (например стабилизатор положения выйдет из строя).

[TRO]

......на "сигвееподобных" аппаратах все падения вперед, к тому же, тот кто на нём едет, никогда не может быть на 100% уверен, что этого с ним не случится во время любого торможения (например стабилизатор положения выйдет из строя).

Вы когда бегаете на ногах сломя голову, как экстренно останавливаетесь?
Тут тоже самое. (А вдруг мозг выйдет из строя?)
Не преумножайте сущности сверх меры. Человеку дан мозг, чтобы оценивать свои возможности и управляемого им аппарата, и предвидеть ситуацию. А если мозгов нет, то и на своих двоих убится можно. Нет уверенности, значит надо напяливать защиту, шлемак и тренироватся.

[Pavel__]

... Тут тоже самое. (А вдруг мозг выйдет из строя?) ...

Я лишь написал о том, что именно на аппаратах типа сигвей, выход из строя электронной начинки может сразу же привести к тяжелой травме во время торможения (ни на каком другом ЭТС с механическими тормозами при подобной неисправности не возможно получение аналогичной по тяжести травмы).
И это никак не зависит ни от подготовленности, ни от уверенности, ни от самооценки возможностей самого водителя.
А если быть постоянно готовым к такой ситуации, то придется на подобных аппаратах передвигаться в полном коплекте мотозащиты и только на малой скорости (до 10км/ч).

P.S.

Поскольку наш форум технический, есть предложение не перекладывать основную опасность получения тяжелой травмы вследствии выхода из строя электронного блока ТС, только на мозг.

[варп]

VVK , большое спасибо за представленные фото и видео метериалы - с удовольствием посмотрел ...Искренне рад Вашим успехам . Но ощущения от просмотра двоякое - с одной стороны - здОрово , что Вам удалось решить основные технические задачи ...,  с другой - почему-то жаль , что Вы тратите свои знания и время именно на сигвееподобный аппарат...Я понимаю , что возможно Вами движет не просто личное любопытство и выбор , чем заниматься зависит не только от Вас ...
Ведь собственно Сигвей появился далеко не вчера , и тот факт , что он до сих пор не получил широкого распространения , говорит о многом...Но я не о нём , собственно , а о том , что может есть смысл потратить часть своего времени на совершенствование самого Контроллера мотор - колеса ? Сильно ещё не вникал ,но из разговоров здесь понял  , что там есть над чем подумать ... " Сигвей" как таковой , мне кажется , именно здесь , мало кого интересует - здесь люди " отравлены " каждодневной практической ездой ( лучше - со скоростью , превышающей 50 Км\час ) ..., и более совершенный контроллер мотор-колеса вызвал бы куда больший интерес...Глубоко вдаваться не буду , но здесь есть интересные идеи по его совешенствованию...Насколько они хороши - ещё не мне судить , но тема достойна внимания однозначно...